表面防鏽性能良好的熱軋棒材及其製備方法
2023-08-04 06:07:36 1
專利名稱：表面防鏽性能良好的熱軋棒材及其製備方法
技術領域：
本發明屬於棒材的生產技術領域，具體地指一種表面防鏽性能良好的熱軋棒材及其製備方法。
背景技術：
隨著全國各地的建築行業的蓬勃發展，棒材的使用量越來越大，但是在棒材長時間的陸路和水運過程中，以及長期堆放過程中，棒材表面容易出現鏽蝕現象。為了避免出現鏽蝕的現象，棒材生產廠家一般採用合理的生產組織以縮短棒材的儲存周期，但是在實際的運輸、使用過程中，周期一般較長，鏽蝕情況依然比較嚴重，不能從根本上解決問題。棒材生產廠家有的是在後期使用防鏽溶液，在棒材表面形成一層保護膜，由於防鏽溶液價格昂貴，提高了生產成本，同時為了達到好的效果，需要對防鏽溶液的成分和特性進行不斷改 進。如公開號為CN101104931A的中國發明專利申請報導了一種棒材防鏽方法，本發明在穿水管中充滿防鏽溶液，壓力通過壓力調節閥調整，穿水管中棒材溫度20(T70(TC，防鏽溶液濃度2、％，防鏽溶液壓力0. 2^0. 8MPa，可在0. f 0. 5s內在棒材表面生成Fe3O4保護膜。如瀋陽中科腐蝕控制中心研製的「高錳酸鉀-單寧酸」防鏽溶液，反應時間l/4s，可在30(T65(TC條件下使用。上海鋼鐵工藝技術研究所研製的一種催化劑採用Fe(OH) 3的防鏽溶液，適合在35(T700°C溫度範圍內對鋼材進行防鏽處理，滿足棒材在線防鏽的需要。2009年7月魏潔等提出了在螺紋鋼經過新型化學試劑FM處置，在表面生成一層緻密光亮的防鏽層，對鋼筋起到很好的耐鏽蝕保護作用。2008年許鐵群等介紹了實驗室模擬鋼筋穿水試驗，900°C加熱5min，穿水處理ls，分別在處理劑中浸0. 5s，然後冷床上冷卻，現場採用噴淋工序，處理劑A配比為每升水中加入氧化劑5 10g/L、輔助鈍化劑2飛g/L、表面活性劑0. ro. 5g/L，處理劑2配比為每升水中加入固鏽劑I飛g/L、表面活性劑0. ro. 5g/L，穿水鋼筋氧化-鈍化處理後表面生產緻密均勻的Fe3O4氧化鐵保護層，耐蝕性達到2min以上。上述相關的中文文獻，防鏽的主要思路在於軋後穿水冷卻過程中或者在後期噴淋專門的防鏽溶液或者鈍化液。2009 年 M. Manna 等介紹了以化學成分為 C :0. 18%、Si :0. 35%、Mn :0. 5%、P :0. 03 的鋼為試驗鋼，實驗室模擬獲得磷酸鹽塗層，用微觀方法研究其耐腐蝕性能。2011年P. Ghods等提出了介紹了試驗用鋼化學成分C :0. 26, Si :0. 27,Mn :1. 10, P :0. 01、S :0. 03、另外還含有Ni、Cr、Cu等化學元素，微觀研究了軋制氧化鐵皮及其氯化物誘導螺紋鋼的鈍化變化性。在現有的外文資料對棒材的耐腐蝕還是主要集中在添加了耐蝕的合金元素或者是在防腐塗層上。綜上所訴，現有的棒材防鏽技術主要集中在棒材軋後使用專門的防鏽劑，形成防鏽層。因此，需要開發出特有的防鏽的化學試劑和特定的噴塗裝置，或者是需要添加較昂貴的Ni、Cr、Cu等合金元素，增加耐鏽蝕性能。這兩種主要的防鏽蝕方法，要麼增加了棒材的生產成本，要麼使生產過程變得複雜。
發明內容
本發明的目的是針對上述不足，提供一種表面防鏽性能良好的熱軋棒材及其製造方法，實現條件較為簡單，生產成本不高，並且能有效提升棒材的表面防鏽能力。為解決上述技術問題，本發明所設計的一種表面防鏽性能良好的熱軋棒材，其特徵在於所述棒材的化學成分按重量百分數比為C :0. 10 0. 25%、Si :0. 01 0. 30%、Mn 0. 50 1. 60%、S :彡0. 030%, P S 0. 030%, Ti :0. 05 012%、其餘為鐵和不可避免的雜質；該鋼同時還滿足碳當量Ceq=O. 35 0. 55%。進一步地，所述棒材表面氧化鐵膜主要為Fe3O4, Fe3O4含量為80 95%，厚度為6 15 u m0 上述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，包括鐵水脫硫、轉爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、加熱、粗軋、中軋、精軋、穿水冷卻和冷床風扇控冷降溫，其特徵在於在所述粗車U中軋和精軋中，開軋溫度為100(Tll5(TC ;在所述精軋中，精軋出口溫度在95(Tl050°C ；在所述冷床風扇控冷降溫中，冷床前段採用風扇冷卻降溫，熱軋棒材溫度降至55(T700°C時，自然冷卻至室溫。作為優選方案，在所述粗軋、中軋和精軋的過程中，軋制速度控制在12.0m/s 25. 0m/so作為優選方案，在所述穿水冷卻過程中，冷卻水中添加鹼性鈍化劑，pH值7. 5 10. O。作為優選方案，在所述穿水冷卻過程中，鹼性鈍化劑為Na2CO3和NaOH任選一種或兩種。作為優選方案，在所述冷床風扇控冷降溫中，風扇冷卻速度5 30°C /S。本發明優點I)通過在碳素結構鋼棒材的基礎上的化學成分優化、軋制工藝以及冷卻水質的控制，生產出成本較低，不需進行設備改造就能達到表面防鏽性能良好的棒材。2)主要特點是一方面在棒材的生產工藝上進行控制軋制和冷卻，另一方面在穿水冷卻過程中並不需要專門或者特定的防鏽劑或者鈍化劑，本發明採用的鹼性鈍化劑Na2CO3或NaOH屬於普通的物質，主要是調節冷卻水的鹼度，達到一定程度的氧分壓。通過以上兩個主要的特點，該生產工藝和方法節約資源，降低現有棒材防鏽生產成本，與現有的棒材生產結合緊密，對軋制過程基本無影響，對設備要求不苛刻。3)生產出的棒材產品力學性能不僅完全滿足國家標準的要求，而且具有良好的表面防鏽能力，棒材表面呈黑色，生鏽由控制前的大氣條件下一個月，延長到在現在的三個月基本無鏽提高了企業的經濟效益，增強了企業的競爭力。
具體實施例方式為了更好地解釋本發明，以下結合具體實施例進一步闡明本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限於以下實施例。實施例I :軋制0n2mm的具有表面防鏽能力的HRB335棒材，共有18架軋機，其中粗軋機組6架，中軋機組6架，精軋機組6架。坯料的規格為200_的方坯，經過開坯機開為規格150_的方坯。採用方坯的化學成分質量百分比為C :0. 18%、Si :0. 18%、Mn :1. 40%、S :0. 015%、P :0. 020%、其餘為鐵和不可避免的雜質；該鋼同時還滿足碳當量Ceq=O. 48%。 通過鐵水脫硫、轉爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、加熱、粗軋中軋、精軋、冷床風扇控冷步驟製成具有表面防鏽能力的HRB335棒材。開軋溫度為1000°C，軋制速度控制在25. Om/s。經過粗軋機組、中軋機組和精軋機組軋制，棒材在精軋出口溫度控制在1050°C。棒材隨後進入冷卻器進行冷卻，在冷卻水中適當添加了 Na2CO3,pH值為8. O。隨後棒材在冷床上進行冷卻，在冷床前段採用風扇加快冷卻速度，冷卻速度5°C /S，棒材溫度降至700°C時，採用自然冷卻，直至冷卻到室溫。在室溫狀態下對棒材各項力學性能指標進行檢驗，產品的各項性能指標全面滿足國家標準GB1499. 2-2007《鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋》對相應級別的要求。棒材表面呈黑色，生鏽由控制前的大氣條件下一個月，延長到在現在的三個月基本無鏽。 實施例2 軋制0>12_的具有表面防鏽能力的HRB400棒材，共有18架軋機，其中粗軋機組6架，中軋機組6架，精軋機組6架。坯料的規格為200_的方坯，經過開坯機開為規格150_的方坯。採用方坯的化學成分質量百分比被％為C :0. 25%,Si :0. 10%、Mn :1. 60%,S :0. 002%、P :0. 030%、Ceq :0. 55，Ceq=C+Mn/6+ (Cr+V+Mo) /5+ (Cu+Ni)/15。其餘為鐵和不可避免的雜質；該鋼同時還滿足碳當量Ceq=O. 55%。通過鐵水脫硫、轉爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、加熱、粗軋中軋、精軋、冷床風扇控冷步驟製成具有表面防鏽能力的HRB400棒材。開軋溫度為1050°C，軋制速度控制在18. Om/s。經過粗軋機組、中軋機組和精軋機組軋制，棒材在精軋出口溫度控制在1000°c，。棒材隨後進入冷卻器進行冷卻，在冷卻水中適當添加了 Na2COjPNaOH, pH值為7. 5。隨後棒材在冷床上進行冷卻，在冷床前段採用風扇加快冷卻速度，冷卻速度15°C /S，棒材溫度降至650°C時，採用自然冷卻，直至冷卻到室溫。在室溫狀態下對棒材各項性能指標進行檢驗，產品的各項性能指標全面滿足國家標準GB1499. 2-2007《鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋》對相應級別的要求。表面呈黑色，生鏽由控制前的大氣條件下一個月，延長到在現在的三個月基本無鏽。實施例3 軋制0>12_的具有表面防鏽能力的HRB500棒材，共有18架軋機，其中粗軋機組6架，中軋機組6架，精軋機組6架。坯料的規格為200_的方坯，經過開坯機開為規格150_的方坯。採用方坯的化學成分質量百分比被％為C :0. 10%,Si :0. 30%、Mn :0. 50%,S :0. 010%、P 0. 012%、Ti 0. 12%，其餘為鐵和不可避免的雜質；該鋼同時還滿足碳當量Ceq=O. 53%。
通過鐵水脫硫、轉爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、加熱、粗軋中軋、精軋、冷床風扇控冷步驟製成具有表面防鏽能力的HRB500棒材。開軋溫度為1150°C，軋制速度控制在12. Om/s。經過粗軋機組、中軋機組和精軋機組軋制，棒材在精軋出口溫度控制在950°C。棒材隨後進入冷卻器進行冷卻，在冷卻水中適當添加了 Na2CO3和NaOH，pH值為10. O。隨後棒材在冷床上進行冷卻，在冷床前段採用風扇加快冷卻速度，冷卻速度30°C /S，棒材溫度降至600°C時，採用自然冷卻，直至冷卻到室溫。在室溫狀態下對棒材各項性能指標進行檢驗，產品的各項性能指標全面滿足國家標準GB1499. 2-2007《鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋》對相應級別的要求。表面 呈黑色，生鏽由控制前的大氣條件下一個月，延長到在現在的三個月基本無鏽。
權利要求
1.ー種表面防鏽性能良好的熱軋棒材，其特徵在於所述棒材的化學成分按重量百分數比為C 0. 10 0· 25%、Si 0. ΟΓΟ. 30%、Mn :0· 50 1· 60%、S 彡 O. 030%、P 彡 O. 030%、Ti O.05 012%，其餘為鐵和不可避免的雜質；該鋼同時還滿足碳當量Ceq=O. 35、. 55%。
2.根據權利要求I所述的表面防鏽性能良好的熱軋棒材，其特徵在於 所述棒材表面氧化鐵膜主要為Fe3O4, Fe3O4含量為80 95%，厚度為6 15 μ m。
3.—種權利要求I所述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，包括鐵水脫硫、轉爐吹煉、吹氬、精煉、連鑄、加熱、粗軋、中軋、精軋、穿水冷卻和冷床風扇控冷降溫，其特徵在於在所述粗軋、中軋和精軋中，開軋溫度為1000 1150で；在所述精軋中，精軋出口溫度在95(T105(TC ;在所述冷床風扇控冷降溫中，冷床前段採用風扇冷卻降溫，熱軋棒材溫度降至55(T700°C時，自然冷卻至室溫。
4.根據權利要求3所述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，其特徵在於在所述粗軋、中軋和精軋的過程中，軋制速度控制在12. 0m/s^25. Om/s。
5.根據權利要求3或4所述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，其特徵在於在所述穿水冷卻過程中，冷卻水中添加鹼性鈍化劑，PH值7. 5^10. O。
6.根據權利要求5所述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，其特徵在於在所述穿水冷卻過程中，鹼性鈍化劑為Na2CO3和NaOH任選ー種或兩種。
7.根據權利要求3或4所述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，其特徵在於在所述冷床風扇控冷降溫中，風扇冷卻速度5 30°C /S。
8.根據權利要求5所述表面防鏽性能良好的熱軋棒材的製備方法，其特徵在於在所述冷床風扇控冷降溫中，風扇冷卻速度5 30°C /S。
全文摘要
本發明公開了一種表面防鏽性能良好的熱軋棒材及其製備方法，該熱軋棒材化學成分按重量百分數比為C0.10~0.25%、Si0.01~0.30%、Mn0.50~1.60%、S≤0.030%、P≤0.030%、Ti0.05~012%，其餘為鐵和不可避免的雜質；Ceq=0.35~0.55%。該方法通過優化優化、軋制工藝以及冷卻水質的控制，使得生產出成本較低且能達到表面防鏽性能良好的棒材。本發明的產品不僅完全滿足國家標準的要求，而且具有良好的表面防鏽能力，提高了企業的經濟效益，增強了企業的競爭力。
文檔編號C21D8/06GK102690991SQ20121019336
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者劉洋, 楊奕, 汪水澤, 汪榮, 蔣揚虎, 譚文, 陳麗娟, 韓斌 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司